雙源CT與傳統(tǒng)CTA—DSA技術(shù)在頭頸部血管成像的對(duì)比應(yīng)用

胡杏珍　吳曄　周煜奇等

[摘要] 目的 探討炫速雙源CT雙能量成像在頭頸部動(dòng)脈血管中應(yīng)用的價(jià)值。 方法 96例患者隨機(jī)分成兩組：A組炫速雙源組（n=48），使用炫速雙源行頭頸部CTA雙能量檢查，掃描參數(shù)140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs；B組傳統(tǒng)Neuro-DSA組（n=48），使用炫速雙源內(nèi)的傳統(tǒng)Neuro-DSA常規(guī)掃描方法，參數(shù)120 kV/245 mAs；同時(shí)比較兩組檢查的CT容積劑量指數(shù)（CTDI vol）以及進(jìn)行圖像質(zhì)量主觀評(píng)分。 結(jié)果 兩組間影像質(zhì)量的主觀評(píng)估差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），兩組間輻射劑量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），A組有效劑量為（7.54±0.05）mGy，較B組的（10.67±0.08）mGy降低約25%。 結(jié)論 頭頸部血管炫速雙源雙能量成像與傳統(tǒng)Neuro-DSA成像對(duì)比雙能成像輻射小，成像質(zhì)量效果好，但顱底骨存在過度減影的缺點(diǎn)，技術(shù)亟需改進(jìn)。

[關(guān)鍵詞] 體層攝影術(shù)；X 線計(jì)算機(jī)；血管造影術(shù)

[中圖分類號(hào)] R814.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2015）21-0079-05

[Abstract] Objective To explore the application value of dazzle speed dual-source dual-energy CT imaging in head and neck arteries. Methods Total 96 patients were enrolled into two groups randomly in this study. Fourty-eight patients were scanned the dual-energy scanning mode（140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs） in group A. The other 48 patients were scanned in a tranditional Neuro-DSA mode （120 kV/245 mAs） in group B. The CT volume dose index （CTDI vol） and the subjective image quality score were compared between two groups. Results The difference of the subjective image quality score was significant between the two groups（P<0.05）， the effective dose of group A was decreased by 25% compared with the dose of group B [（7.54±0.05） mGy vs （10.67±0.08） mGy）. Conclusion Radiation dose is lower， image quality is better in the dazzle speed dual-source double energy imaging of the head and neck vascular when compared to the conventional Neuro-DSA imaging. But excessive？subtraction angiography exists in the bone of the skull base， the technology needs to be improved.

[Key words] Computerized tomography； X-ray computer； Angiography

數(shù)字減影血管造影技術(shù)（DSA）目前仍成為診斷頭頸部血管病變的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。毋庸置疑的是DSA的有創(chuàng)性的本質(zhì)特征及其并發(fā)癥仍高于頭頸部CT血管成像（CTA）和磁共振的檢查血管成像（MRA），限制了DSA的臨床廣泛應(yīng)用[2，3]。MRA因?yàn)闊o放射性輻射，隨著磁共振場(chǎng)強(qiáng)不斷提高，掃描速度越來越快，作為腦血管疾病的篩選得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是其反映的是血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)的生理特征而不是真正的解剖學(xué)管腔，對(duì)于血管分叉處或血流處于湍流狀態(tài)往往導(dǎo)致信號(hào)缺失或出現(xiàn)夸大效應(yīng)[4]。CTA檢查因?yàn)槠鋻呙杷俣瓤?、無創(chuàng)傷、偽影少等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為頭頸部血管檢查的首選[5]。但是常規(guī)CTA檢查輻射劑量大、顱底血管重建復(fù)雜、耗時(shí)、成功率不高等缺點(diǎn)阻礙了其發(fā)展[3，6，7]。雙源CT雙能量成像因其炫速掃描速度與極低的輻射劑量和快速重建方法得到越來越多的業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可[1，8，9]。但目前對(duì)于炫速雙源CT的掃描劑量、圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)和圖像后處理效率與傳統(tǒng)CT對(duì)比文獻(xiàn)比較少，本文探討炫速雙源CT雙能量成像與傳統(tǒng)CTA-DSA技術(shù)在頭頸部動(dòng)脈血管成像的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年1月～2014年1月兩年間在我院及合作醫(yī)院浙江省立同德醫(yī)院懷疑有腦血管疾病行CTA檢查的患者96例。上述患者檢查中均有良好配合能力，無碘劑過敏史及嚴(yán)重的肝腎功能不良，受檢者均簽署知情同意書。96例患者中，男62例，女34例，年齡20～85歲，平均（55±31）歲。本研究獲得醫(yī)院倫理學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)。將患者隨機(jī)分為A（炫速雙能組）、B組（傳統(tǒng)Neuro-DSA組）兩組。兩組患者的性別、年齡、體重、體質(zhì)指數(shù)無明顯差異（P>0.05）。見表1。

1.2 設(shè)備與方法

A、B兩組患者均由西門子公司炫速雙源CT機(jī)（SOMATOM Definition Flash CT）掃描。囑托患者頭頸部保持靜止，并把患者于掃描前置于舒服頭托內(nèi)，讓其平靜呼吸，避免眨眼和吞咽動(dòng)作。設(shè)定從主動(dòng)脈弓水平掃描向上至顱頂水平掃描的范圍。雙筒高壓注射器，注射速率5.5 mL/s，左或右側(cè)肘前靜脈注射造影劑，造影劑選用非離子型造影劑歐乃派克注射液350 mgI/mL，采用頭先進(jìn)，仰臥位，注射劑量按1.2 mL/kg，注射完畢后，以同樣速率注射0.9%氯化鈉注射液40 mL。人工智能觸發(fā)掃描應(yīng)用于此掃描過程中，觸發(fā)點(diǎn)定于主動(dòng)脈弓水平，觸發(fā)閾值設(shè)定在100 Hu，延時(shí)5 s開始自動(dòng)追蹤掃描。掃描參數(shù)：A組炫速雙能組無需平掃，采用雙源雙能量掃描準(zhǔn)直器寬度128 mm×0.6 mm，管電壓140 kV/80/Sn，管電流210/105 mAs，螺距0.7，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，開啟Care Dose 4D。B組傳統(tǒng)Neuro-DSA組需常規(guī)平掃，然后按相同條件進(jìn)行增強(qiáng)檢查。準(zhǔn)直器寬度128 mm×0.6 mm，管電壓120 kV，有效管電流245 mAs，螺距0.7，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，同時(shí)開啟Care Dose 4D。兩組采用相同的掃描參數(shù)和重組參數(shù)如下：層厚1 mm，層間隔0.7 mm，視野24×24，重組函數(shù)30 f。

1.3 圖像重建和圖像分析與評(píng)價(jià)

圖像重建：A 組掃描完成后，獲得3組自動(dòng)重建數(shù)據(jù)，即80 kV/140 kV及兩種能量混和數(shù)據(jù)，得到第三組數(shù)據(jù)（相當(dāng)于約120 kV）將自動(dòng)重建數(shù)據(jù)傳輸至工作站，將兩組數(shù)據(jù)及前兩組數(shù)據(jù)分別同時(shí)調(diào)入雙能量處理軟件在右側(cè)工具欄下選擇和headbone removal自動(dòng)進(jìn)行去骨[10]。然后利用兩組重建后的數(shù)據(jù)傳入Inspace 軟件，利用容積重建（volume rendering technique、VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重建（multiplanar reformation，MPR）等后處理技術(shù)，使頭頸部動(dòng)脈血管得到良好地顯示[11]。

圖像分析：頭頸部動(dòng)脈CTA質(zhì)量影響主要在顱底骨質(zhì)和頸椎橫突孔周圍骨質(zhì)，我們主要通過選取頸動(dòng)脈的三段來分析圖像質(zhì)量：（a）頸動(dòng)脈顱外段；（b）頸動(dòng)脈管段，這一段是影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵所在；（c）虹吸段[12]。

圖像評(píng)價(jià)：根據(jù)Morhard D的圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)分級(jí)，將兩組圖像三段分為5個(gè)等級(jí)評(píng)分為0～4分：0分：動(dòng)脈血管壁顯影差，無法評(píng)價(jià)血管影；1分：有大量骨骼殘留，圖像質(zhì)量欠佳，偽影較多；2分：僅有少量骨骼殘留或偽影較小，但尚能進(jìn)行影像學(xué)診斷；3分：少量骨骼偽影，血管壁尚光滑銳利；4分：無任何骨骼偽影，無任何偽影，血管壁光滑銳利。評(píng)價(jià)圖像由2位副主任以上放射診斷醫(yī)師共同閱讀評(píng)定。

輻射劑量的測(cè)定方法：檢查結(jié)束后CT機(jī)會(huì)自動(dòng)生成輻射劑量報(bào)告文件（Dose Report）來記錄CT容積劑量指數(shù)（CT dose index CTDI VOL，單位mGy）[13]，炫速雙能組計(jì)算增強(qiáng)掃描輻射劑量，傳統(tǒng)Neuro-DSA為平掃和增強(qiáng)輻射劑量相加。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Kappa一致性檢驗(yàn)（Kappa值，即K值）評(píng)價(jià)兩名醫(yī)師的一致性，標(biāo)準(zhǔn)如下：0.75

2 結(jié)果

2.1 兩組CTDIvol情況比較

炫速雙能組的CTDI最大值為8.32 mGy，最小值6.47 mGy，平均值（7.54±0.05）mGy；傳統(tǒng)Neuro-DSA組CTDI最大值為（10.67±0.08）mGy，最小值9.68 mGy，平均值（10.67±0.08）mGy，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=12.83，P<0.05），炫速雙能組的輻射劑量明顯小于傳統(tǒng)Neuro-DSA。見表2。

2.2 炫速雙能組與傳統(tǒng)Neuro-DSA血管圖像質(zhì)量評(píng)分分級(jí)情況比較

96例炫速雙能組與傳統(tǒng)Neuro-DSA血管圖像質(zhì)量評(píng)分分級(jí)比較顱外段、頸動(dòng)脈管段、虹吸段χ2值分別為32.372、37.351、36.753，P<0.05，說明炫速雙能組血管圖像質(zhì)量評(píng)分分級(jí)明顯高于傳統(tǒng)Neuro-DSA，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表3和圖1、2。

3 討論

頭頸部血管性疾病是臨床常見病、多發(fā)病，且發(fā)病時(shí)往往比較緊急，因此必須要求檢查迅速、準(zhǔn)確。DSA的有創(chuàng)性往往在臨床上難以廣泛推廣。磁共振的發(fā)展迅速，但檢查的速度還不能滿足臨床的需要。CT因?yàn)槠淇旖?、?zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，得到臨床醫(yī)生的青睞。隨著CT的快速發(fā)展，在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上安裝兩套球管系統(tǒng)及兩套相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的西門子雙源CT 2008年應(yīng)用以來顯示了其強(qiáng)大的功能[14]。它不但可以通過設(shè)置不同的管電壓進(jìn)行雙能量掃描，而且還能同時(shí)采集高千伏和低千伏兩套數(shù)據(jù)。頭頸部血管雙能量成像獲得的140 kV和80 kV兩組不同能譜數(shù)據(jù)，兩者轉(zhuǎn)換成相當(dāng)于120 kV的融合圖像，通過一次掃描可同時(shí)獲得多組不同能譜的圖像，為診斷提供豐富的參考圖像[15]。其原理是因?yàn)閄線的衰減決定于X線的能量和其穿過的物體的組織特性，當(dāng)兩種不同kV（即80 kV和140 kV）的X線對(duì)同樣組織進(jìn)行螺旋掃描時(shí)，穿過人體的X線衰減不同；對(duì)于不同組織掃描，其X線衰減也并不相同[16]。以我們常用的非離子型造影劑中的碘劑來說，它對(duì)低能量X 線的衰減系數(shù)較高能X線條件下，其衰減系數(shù)減少50%以上。與高能X線相比，氣體的衰減系數(shù)在低能X 線條件下幾乎無變化。因此，可利用不同能量的X線及不同組織對(duì)應(yīng)的CT值變化得出體現(xiàn)組織化學(xué)成分的組織特性圖像，這就是雙源CT雙能量成像的原理[17]?；谶@一原理雙源CT可獲得雙能量數(shù)據(jù)，自動(dòng)區(qū)分碘對(duì)比劑和鈣質(zhì)，并能從增強(qiáng)影像上去除碘對(duì)比劑，實(shí)現(xiàn)虛擬平掃以及自動(dòng)骨去除技術(shù)[18]。炫速雙源CT機(jī)除了具有一代雙源CT機(jī)的優(yōu)勢(shì)外，探測(cè)器寬度的增加以及球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間的降低增加了其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，另外其選擇性能譜濾過技術(shù)的應(yīng)用以及有效劑量的減少，結(jié)合其它技術(shù)的進(jìn)步來保證圖像質(zhì)量，同時(shí)降低患者的輻射劑量。炫速雙源CT腦血管雙能量成像應(yīng)用了選擇性能譜濾過（select by photon shields，SPS）技術(shù)，應(yīng)用錫板對(duì)140 kV的光子束低能光子進(jìn)行剔除，使圖像噪聲明顯降低，提高了圖像的對(duì)比度和信噪比，隨著低能光子的濾除，患者的輻射劑量也降低[19]。炫速雙能CT腦血管傳統(tǒng)Neuro-DSA方式通過兩次掃描利用數(shù)字血管造影的減影原理，用血管造影后的數(shù)據(jù)減去平掃所得的同層面數(shù)據(jù)獲得血管圖像[20]。Neuro-DSA圖像質(zhì)量也能滿足診斷需求，但由于需要兩次掃描，增加了患者的輻射劑量，同時(shí)要求兩次掃描范圍及位置完全一致，對(duì)于不能完全配合的危重患者增加了檢查難度。一次掃描能得出兩組能量圖像，根據(jù)對(duì)比劑中碘劑與骨組織對(duì)不同能級(jí)X線吸收率的不同篩選出血管，解決了常規(guī)減影血管成像中運(yùn)動(dòng)偽影的問題，降低了患者配合度的要求，特別適合于急診患者以及一些重癥無意識(shí)患者，同時(shí)明顯降低了患者接受輻射劑量，更符合當(dāng)前患者對(duì)檢查安全性的要求。但是炫速雙源仍存在過度減影的問題，如血管邊緣呈小鋸齒狀，或可能出現(xiàn)過多骨殘留， 往往無法得到滿意的圖像，顱底血管觀察仍受到影響，這是炫速雙源CT頭頸部血管應(yīng)用中亟需解決的問題。顱底海綿竇段易造成血管過分減影是炫速雙源CT常發(fā)生的問題，這時(shí)后處理技術(shù)員可以通過血管內(nèi)碘值曲線的調(diào)節(jié)，加上對(duì)原始數(shù)據(jù)的再處理，進(jìn)行校正和編輯的雙重調(diào)節(jié)機(jī)制，能夠獲得暫且滿意的圖像效果，但是還需進(jìn)一步研究探索如何獲得完美的圖像效果。

本研究炫速雙能組的CTDI平均值比傳統(tǒng)Neuro-DSA組CTDI平均值降低約25%，炫速雙能組的輻射劑量明顯小于傳統(tǒng)Neuro-DSA。炫速雙能組除了減少一次平掃的掃描外，自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)（Care Dose 4D）也起到了大幅降低輻射劑量的效果。雙能組的兩組管電壓能夠有效調(diào)整管電流以最低的管電流效果達(dá)到圖像的完美組合。而Neuro-DSA組的單一管電壓無法完美地降低管電流的有效輸出，導(dǎo)致管電流的增大，但是本研究不足的是，沒有記錄每例病人有效管電流的輸出情況，這是需要改進(jìn)的方向。

綜上所述，毋庸置疑的是炫速雙源CT成像在保證良好的圖像質(zhì)量的同時(shí)，縮短了掃描時(shí)間，選擇性能譜濾過技術(shù)的應(yīng)用為掃描參數(shù)的優(yōu)化廣闊的發(fā)展空間，在提供良好的成像效果的同時(shí)合理有效地降低輻射劑量，在頭頸部動(dòng)脈血管的檢查中有巨大的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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（收稿日期：2015-02-10）